Холодильная система овощехранилища средней емкости в г. Александров

Внутренний диаметр корпуса аппарата [7]:
Dмо = 0,12 м.
Внутренний диаметр присоединительного патрубка [7]:
dмо = 0,01 м.
По результатам расчетов подбираем: маслоотделитель компании FRIGOPOINT модель FP-OS-2,0-150, диаметром 150 мм, высотой 326 мм, диаметром входного патрубка 20 мм, выходного – 40 мм, вместимостью 0,05 м3 [22];
2.7.8. Подбор терморегулирующих вентилей (ТРВ)
Выбор терморегулирующего вентиля должен быть связан с типом холодильного агента, на котором работает холодильная установка, ее холодопроизводительностью и диапазоном рабочих температур.
Подбираем терморегулирующий вентиля TUA фирмы Danfoss с холодопроизводительностью 32 кВт [23].
2.7.9. Расчет диаметров трубопроводов
Данная методика одинаково предназначена для расчета диаметра труб линий всасывания, нагнетания и жидкости.
Внутренний диаметр трубопровода находится из уравнения неразрывности потока [7]:
(1.30)
где V - количество холодильного агента, проходящего по трубе м³/с;
ω - расчетное значение скорости движения хладагента, м/с.
Объемный расход пара Vвс через всасывающий трубопровод определяется по формуле [7]:
.
где Vh - объем, описываемый поршнями компрессора, м3/c;
λ - коэффициент подачи компрессора.
Внутренний диаметр всасывающего трубопровода:

Объемный расход пара Vнагн через нагнетательный трубопровод определяется по формуле [7]:

Внутренний диаметр нагнетательного трубопровода:

Объемный расход пара Vжид через жидкостной трубопровод определяется по формуле [7]:

Внутренний диаметр жидкостного трубопровода:

Проверка полученных внутренних диаметров трубопроводов производится путем определения эквивалентных длин местных сопротивлений и по допустимым падениям давлений. В соответствии с нормативами во всасывающем трубопроводе на пути от испарителя до компрессора допускается падение давления, соответствующее понижению температуры насыщенного пара перед компрессором для хладоновых установок на 1..2 °С [7].
Коэффициент сопротивления трению по длине трубопровода λтр вс принят для сухого насыщенного пара или перегретого пара 0,025 [7].
Общая длина трубопровода до приборов охлаждения определялась согласно планировке здания и примерного расположения приборов охлаждения и складывалась из отрезков следующей длины [7]:
Для трубопровода из машинного отделения в камеры №2:
lвс = 0,2 + 0,5 + 34 + 4 + 4,5 + 0,6 = 43,8 м.
где 0,2 м – отрезок трубы на выходе из воздухоохладителя;
0,5 м – расстояние от в/о до потолка;
34 м – отрезок трубы из камеры №1 в машинное отделение;
4 м – отрезок трубы по потолку машинного отделения;
4,5 м – отрезок трубы от потолка до уровня размещения компрессора;
0,6 м – отрезок трубы непосредственно до компрессора.
Для трубопровода из машинного отделения в камеру №1:
lвс = 0,2 + 0,5 + 30 + 4,5 + 0,6 = 39,8 м.
где 0,2 м – отрезок трубы на выходе из воздухоохладителя;
0,5 м – расстояние от в/о до потолка;
30 м – отрезок трубы из камеры №1 в машинное отделение по потолку через сопутствующие помещения;
4,5 м – отрезок трубы от потолка до уровня размещения компрессора;
0,6 м – отрезок трубы непосредственно до компрессора.
Эквивалентные длины трубопровода, учитывающие наличие местных сопротивлений, определялись из уравнения [7]:
lэ вс = А · dвн вс ,
где А – коэффициенты местных сопротивлений различных элементов трубопровода, включая арматуру, поворотные участки, сужение/расширение и т.п..
Данные величины определены предварительно и итоговые значения составили:
Σlэ вс1 = 22,1 м;
Σlэ вс2 = 20 м.
Удельный объем пара на диаграмме i-lgP:
- при Р0 = 0,55 МПа и tвс = 2,5°С составляет Vвс = 0,04 м3/кг.
Тогда плотность пара [7]:
25 кг/м3;
Потери давления во всасывающем трубопроводе [7]:
Для t0 = -5°C : dp = 0,025 = 23,4 кПа
Фактическое падение давления [7]:
ΔРвс = 23,4 кПа < /ΔРвс/ = 30 кПа.
Рассчитанное падение давления меньше допустимого табличного значения, соответствующего температуре холодильного агента, следовательно диаметр трубопровода выбран правильно. Однако, при наличии разницы в фактических и допустимых падениях давления необходимо проводить серию приближенных расчетов [7].
2.7.10. Подбор грязевого и масляного фильтров
Паровой фильтр - грязевой устанавливают перед компрессором для предотвращения попадания в него грязи и преждевременного износа.
Жидкостной фильтр устанавливают в системе холодильной машины на стороне высокого давления перед дросселирующим устройством.
Масляный фильтр устанавливается в системах смазки компрессора. В настоящее время масляный фильтр является неотъемлемой частью холодильной установки, работающей на базе винтового и поршневого компрессора [4].
Фильтры подбираются по диаметру присоединительного патрубка, причем диаметр патрубка не должен быть меньше диаметра магистрального трубопровода.
2.7.11. Перечень подобранного оборудования
В ходе выполнения расчетов подобранно следующее оборудование:
1. Агрегат фреоновый компрессорный одноступенчатый, холодопроизводительностью Qо = 37,4 кВт, с поршневым компрессором Bitzer 4GE 23Y, с объемом, описываемым поршнем Vh = 0,0243 м3/с; мощностью двигателя 14 кВт (1 шт);
2. Агрегат фреоновый компрессорный одноступенчатый, холодопроизводительностью Qо = 12,5 кВт, с поршневым компрессором Bitzer 4DES 5Y, с объемом, описываемым поршнем Vh = 0,066 м3/с; мощностью двигателя 4 кВт (1 шт);
3. По результатам расчетов подбираем один воздушный конденсатор компании Alfa Laval BCMS 634A с площадью теплопередающей поверхности F = 214 м2, с расходом воздуха 63000 м3/ч;
4. Два подвесных воздухоохладителя Guentner GACC 040. 1H/27;
5. 7 подвесных воздухоохладителей Guentner GAC C 031 1F;
6. 1 горизонтальный ресивер фирмы BITZER марки F600T, объемом 60 дм3, диаметром 30 мм, длиной 1214 мм, высотой 245 мм;
7. 1 отделитель жидкости компании FRIGOPOINT модель FP-AS-12,0-218 диаметром всасывающего патрубка 30 мм, диаметром корпуса 190х8 мм, высотой 562 мм;
8. 1 маслоотделитель компании FRIGOPOINT модель FP-OS-7,0-300, диаметром 300 мм, высотой 440 мм, диаметром входного патрубка 50 мм, выходного - 160 мм, вместимостью 0,174 м3;
9. 1 терморегулирующий вентиль TRE10 фирмы Danfoss с холодопроизводительностью 32 кВт
10. 1 регенеративный теплообменник фирмы Danfos серии B3-052-40-Н
2.8 Автоматизация холодильной машины
Система автоматизации холодильной установки направлена на обеспечение бесперебойной надежной работы системы охлаждения хранилища для лука и чеснока.
Контролируемые и регулируемые параметры.
Температуры хладоносителя на входе в испаритель.
То же на выходе из испарителя (с регулированием).
Уровень в испарителе.
Давление в различных точках.
Управление электродвигателями насоса и компрессора.
Уровнемер с позицией 3.1 расположен прямо на корпусе испарителя. Преобразователи давления с позициями 4.1, 5.1, 6.1 расположены на трубопроводах хладоносителя, фреона и охлаждающей воды соответственно. Термоэлектрические преобразователи 1.1 и 2.1 расположены на трубопроводе хладоносителя на входе и выходе испарителя соответственно.
Схема представлена на листе чертежа.

Глава 3
Охрана труда и окружающей среды
Охрана труда
Охрана труда является совокупностью технических, правовых и санитарных норм, которая помогает создавать безопасные для здоровья и жизни персонала условия работы.
На любом предприятии, связанным с производством чего бы то ни было, должны создаваться безопасные условия труда и производиться непрерывный контроль за выполнением рабочими требований инструкций по охране труда.
Воздействие производственной среды на человека характеризуется химическими, физическими и биологическими параметрами.
Влажность воздуха и его температура и давление, тепловое и радиоактивное излучение, вибрацию и шум относятся к физическим факторам.
К химическим факторам относятся загазованность воздуха ядовитыми газами и токсичной пылью, неприятные запахи, агрессивные кислоты и щелочи.
Создание благоприятных условий метеорологических на рабочих местах во многом зависит от рационального устройства систем вентиляции, кондиционирования воздуха и отопление. По характеру действия подразделяют на приточную, вытяжную и приточно-вытяжную.
Приточная вентиляция применяется при необходимости замены воздуха в помещении чистым наружным воздухом, а также при необходимости исключить попадание загрязненного воздуха из других помещений.
Вытяжная вентиляция предназначена для удаления из помещений загрязненного воздуха, избыточных тепло и влаго выделений.
Для помещений, в которых возможно внезапное выделение больших количеств вредных или взрывоопасных веществ предусматривают аварийную вытяжную вентиляцию.
На предприятиях, эксплуатирующих холодильные установки, использующие фреоны в качестве рабочих тел, должны выполняться нормы и правила эксплуатации подобных установок.
Противохладоновая аптечка состоит из: нашатырного спирта, баллона с кислородной, спирта медицинского, стерильно перевязочных материалов и кровоостанавливающих средств, мази Вишневского, двууглекислой соды.
В посещениях рядом с установкой в застекленном шкафу должно находиться не менее 2-х пар перчаток и один изолирующий противогаз марки ИП-46 , защитные очки, аптечка.
Охрана окружающей среды
Охрана окружающей среды правовая система государственных мер, обеспечивающая рациональное использование, сокращение и воспроизводство природных ресурсов.
Интенсивное развитие народного хозяйства обострило проблему охраны окружающей среды от промышленных загрязнений является частью социальной и государственной задачи охраны природы, включающей комплекс взаимосвязанных мероприятий.
Охрана природной среды для предприятий промышленности актуальна в связи с интенсификацией производства, наращиванием объемов выпуска продукции.
Компрессоры, работающие на хладагентах, создают проблему, поскольку фреоны разрушают озоновый слой нашей планеты.
Решение этой проблемы должно осуществляться с решением таких проблем как снижение затрат на производство, надежность, безопасность.

Глава 4
Экономическое обоснование проекта
В этом разделе рассчитывается себестоимость производства единицы холода. Она вычисляется как сумма затрат по статьям расходов.
4.1 Определение суммарного годового количества выработанного холода
Расчет произведенного холода в рабочих условиях выполняется по формуле:

где К – коэффициент потерь мощности в трубопроводах и агрегатах;
К=1,05,
– холодопроизводительность компрессоров;
– время работы системы (система не функционирует два летних месяца, в это время овощехранилище очищается, обрабатывается антибактериальными препаратами, производится ревизия и ремонт систем обеспечения холода);
.
Приведенная выработка холода по всему холодильнику определяется по формуле:

где Кн – коэффициент перевода.
4.2 Определение затрат на израсходованную электроэнергию
По статье затрат на электроэнергию рассчитывают издержки на привод компрессоров и насосов.
Расчет годового расхода электроэнергии производится по формуле:

где Nэ – мощность электродвигателя, кВт;
Кс – коэффициент использования привода;
n – время эксплуатации оборудования;
Рассчитаем расход электроэнергии за год компрессорами:

Рассчитаем расход электроэнергии за год компрессорами водяными насосами:

Рассчитаем суммарный расход электроэнергии за год:

Тариф на электроэнергию для г.Александров:
Тэ = 2,95 руб/кВт час.
Затраты на электроэнергию за год:
.
4.3 Определение затрат на холодную воду
Рассчитаем годовое количество воды по формуле:
,
где - удельная потребность в воде;
Qо – холодопроизводительность;
Z – число работающих компрессоров;
n – число часов работы компрессоров.
Тариф на воду (водопровод):
Тв = 25,40 руб/м3.
Затраты на воду вычисляются по формуле:

4.4 Определение затрат на добавку в систему фреона
Расходы на добавку фреона в систему напрямую зависят от производительности холодильной системы.
Годовые издержки на добавку хладагента вычисляются по формуле:

где Нр – норма фреона на добавку в систему на 1 кДж.

Стоимость фреона на добавку в систему вычисляется по формуле:

4.5 Определение затрат на смазочные масла
Годовую необходимость в смазочном масле на добавление в систему смазки компрессоров вычисляют по формуле:

где – расход смазочного масла на один цилиндр компрессора;
Z – число цилиндров;
n – число часов эксплуатации компрессора в год;
n1 – число часов, через которое необходимо менять масло.

Стоимость масла на добавку в систему смазки вычисляется по формуле:

где 54 – цена 1 кг масла
4.6 Заработная плата производственного персонала
В штате состоят: начальник цеха, слесаря по ремонту оборудования, машинисты. Всего 6 человек.
, руб/год
-(фонд заработной платы)- средней годовой фонд заработной платы одного работника;

Амортизационные отчисления считают от стоимости оборудования холодильной системы и ее монтажа. Затраты на монтажные работы оцениваются в 20% от затрат на оборудование. Необходимо учитывать расходы на транспортирование агрегатов как 7% от его стоимости.
Капитальные затраты на систему холодоснабжения рассчитаем по выбранному оборудованию.
Таблица 2.Капитальные затраты на оборудование
Наименование оборудования Цена,
тыс. руб. Коли-чество,
шт. Стоимость,
тыс. руб. Агрегат фреоновый с компрессором Bitzer 4GE 23Y 441 2 882 Агрегат фреоновый с компрессором Bitzer 4DES 5Y 189 2 378 Воздушный конденсатор компании Alfa Laval BCMS 634A 670 2 1340 Подвесные воздухоохладители Guentner GACC 040. 1H/27 108 4 432 Подвесные воздухоохладители Guentner GAC C 031 1F 56 14 784 Ресивер фирмы BITZER марки F600T 52 2 104 Отделитель жидкости компании FRIGOPOINT модель FP-AS-12,0-218 3 2 6 Маслоотделитель компании FRIGOPOINT модель FP-OS-7,0-300 4,5 2 9 Терморегулирующий вентиль TRE10 фирмы Danfoss 2,5 2 5 Теплообменник фирмы Danfos серии B3-052-40-Н 18,5 2 37 Итого по оборудованию 3977 Ориентировочные затраты на трубопроводы, газопроводы, запорную и регулирующую арматуру,
25% от стоимости оборудования 994 Ориентировочные затраты на доставку оборудования,
5% от стоимости 200 Ориентировочные затраты на монтаж, пуск и наладку,
25% от стоимости оборудования 994 Итого всего: 6165
Амортизационные отчисления:

Издержки на текущий ремонт агрегатов и трубопроводов принимают как 50% от отчислений на амортизацию.
.
Издержки на прочие расходы принимают 5% от расходв на текущий ремонт:

Суммарные эксплуатационные издержки рассчитаем как сумму всех расходов за год:

Себестоимость единицы холода:

.

Заключение
В работе выполнено проектирование овощехранилища для лука и чеснока производительностью 1000т.
Произведен конструктивный расчет геометрических размеров камеры хранения, выполнена компоновка камер. Подобрана и рассчитана тепловая изоляция помещений хранения, вычислены теплопотери через ограждающие конструкции хранилища.
Рассчитано и подобрано оборудование системы обеспечения холода.
В ходе выполнения расчетов подобранно следующее оборудование:
агрегат фреоновый компрессорный одноступенчатый с поршневым компрессором Bitzer 4GE 23Y;
агрегат фреоновый компрессорный одноступенчатый с поршневым компрессором Bitzer 4DES 5Y;
воздушный конденсатор компании Alfa Laval BCMS 634A;
два воздухоохладителя Guentner GACC 040. 1H/27;
7 воздухоохладителей Guentner GAC C 031 1F;
горизонтальный ресивер фирмы BITZER марки F600T;
отделитель жидкости компании FRIGOPOINT модель FP-AS-12,0-218;
маслоотделитель компании FRIGOPOINT модель FP-OS-7,0-300;
терморегулирующий вентиль TRE10 фирмы;
регенеративный теплообменник фирмы Danfos серии B3-052-40-Н.
Выполнены экономические расчеты и рассмотрены вопросы охраны труда.

Список использованных источников
Богданов С.Н. и др. «Холодильная техника. Свойства веществ. Справочник». М.: Агропромиздат. 1985
Васин А.П. и др. Комплекс средств автоматизации для холодильных установок. ВНИХИ. 1988.
Курылев, Е.С. Холодильные установки / Е.С. Курылев, В.В. Оносовский, Ю.Д. Румянцев - СПб.: Политехника, 2002. - 576 с
Бабакин, Б.С. Расчет вместимости и площадей помещений холодильников. Методические указания / Б.С. Бабакин, Г.Л. Агеев, В.А. Стефанова, - М.:МГУПБ. – 2004. – 23 с.
Венгер, К.П. Поршневой компрессор паровой холодильной машины. Учебно-методическое пособие / К.П. Венгер, - М.:МГУПБ. – 2005. – 73 с.
Венгер, К.П. Теоретические основы низкотемпературной техники / К.П. Венгер, В.В. Мотин – М.: ООО ''Полисувенир'', 2005. - 68 с.
Мотин, В.В. Вспомогательная теплообменная аппаратура в холодильных машинах. Методические указания / В.В. Мотин, - М.: МГУПБ. - 2013. - 45 с.
Мотин, В.В. Тепловой и конструктивный расчет воздухоохладителей. Методические указания / В.В. Мотин, - М.:МГУПБ. - 2010. - 15 с.
Мотин, В.В. Тепловой и конструктивный расчет воздушного конденсатора с пластинчатым оребрением и с принудительной циркуляцией воздуха. Методические указания / В.В. Мотин, - М.:МГУПБ. - 2010. - 13 с.
Мотин, В.В. Теплообменные аппараты в холодильных машинах / В.В. Мотин - М.: ООО '' Полисувенир'', 2008. - 77 с.
Гиндоян А.Г. и др. «Опыт эксплуатации овощехранилищ из легких металлических конструкций»; Холодильная техника №11. 1986 с.9
Калинина В.М. «Безопасность и экологичность предприятий в дипломных работах студентов». Учебное пособие. МГЗИПП 1997.
Крылов Ю.С. и др. Проектирование холодильников. М.: Пищевая промышленность. 1972.
Курылев Е.С. , Герасимов Н.А. «Холодильные установки». Л.: Машиностроение, 1980.
Малова Н.Д. Примеры расчетов по курсу «Холодильная техника». М.: Агропромиздат. 1986.
Мамонова Г.В. Ратникова И.Н. «Холодильное оборудование». М.: Колосс 1993.
Проектирование холодильных установок. Расчеты, параметры, примеры, Брайдерт Г.И., Техносфера, 2006
Спасский А.А. «Современные конструкции охлаждаемых складов»; Холодильный бизнес №4 2000 с. 18














Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

ВКР-16.03.01-14/038062
















Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

ВКР-16.03.01-14/038062


Разраб.

Воеводин А.В.

Руковод.

Ананьев В.В.

Консульт.

Ананьев В.В.

Н. Контр.



Зав.каф.

Романенко А.И.


Холодильная система овощехранилища средней емкости в г. Александров

Лит.

Листов